Dossier pédagogique Portail coulissant

Transcription

D-BE-APOR-COUL PEDA
Septembre 2013
Maquette de portail coulissant automatisé
Exploitation pédagogique
Septembre 2013
Pascal Rubiloni – Dominique Sauzeau
Edité par la société A4
SOMMAIRE
Le dossier pédagogique
Présentation
02 à 03
Séquence découverte – Le portail coulissant automatisé
Document élève
Correction
04 à 07
04 à 05
06 à 07
Séquence 1 - Le fonctionnement du portail coulissant automatisé
Document professeur
Document élève
Correction
Document(s) ressource
08 à 15
08 à 09
10 à 11
12 à 13
14 à 15
Séquence 2 - Le réglage du portail coulissant automatisé
Document professeur
Document élève
Correction
16 à 23
16 à 17
18 à 19
20 à 21
22 à 23
Séquence 3 - La programmation d’un système automatisé
Document professeur
Document élève
Correction
24 à 31
24 à 25
26 à 27
28 à 29
30 à 31
Séquence 4 - La modification d’un programme
Document professeur
Document élève
Correction
32 à 39
32 à 33
34 à 35
36 à 37
38 à 39
Pistes pédagogiques complémentaires
40 à 49
CONTENU DU CDROM
Le CD-Rom de ce projet est disponible au catalogue de la Société A4 (réf. CD-BE-APOR-COUL).
Il contient :
Le dossier technique en version .PDF, .FH9, .AI
Le dossier pédagogique en version .PDF et .DOC
Des photos du produit, des perspectives au format DXF.
La modélisation 3D complète avec des fichiers 3D aux formats SolidWorks, Parasolid et eDrawings.
Les dossiers et le CD Rom sont copiables pour les élèves, en usage interne dans les établissements scolaires*
*La duplication est autorisée sans limite de quantité au sein des établissements scolaires, à seules fins pédagogiques, à la condition que soit
cité le nom de l’éditeur : Société A4 Technologie.
La copie ou la diffusion par quelque moyen que ce soit en dehors d'un usage interne à l’établissement de tout ou partie du dossier ou du CDRom ne sont pas autorisées sans l’accord de la Société A4 Technologie.
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1
Portail coulissant – Logicator – 09/2013
Présentation pédagogique 1/2
L’intérêt pédagogique
e
Ce dossier permet de mettre en place en classe de 4 (domaine d’application : Confort et domotique) différentes
séquences ayant pour support le portail coulissant automatisé (Réf. BE-APORT-COUL-M). Cette maquette est
pilotée par l’automate programmable AutoProg.
Le groupe dispose d’une maquette complète en état de fonctionnement et de documents pour mener des
investigations et résoudre des problèmes techniques sur un système automatisé dont le fonctionnement est
analogue à celui d’un système réel. Les élèves peuvent intervenir notamment sur le réglage des capteurs,
l’ajustement de la vitesse de déplacement de la barrière, la programmation du système.
Ce support pédagogique permet de travailler autour des problématiques suivantes :
- À quoi sert un portail coulissant automatisé ? (séquence découverte)
- Comment fonctionne un portail coulissant automatisé ?
- Comment régler correctement l’ouverture et la fermeture d’un portail coulissant ?
- Comment programmer le portail coulissant automatisée et lui transmettre des informations ?
- Comment modifier le programme du portail coulissant pour répondre à de nouvelles contraintes de
fonctionnement et de sécurité (normes)?
Les séquences proposées
Cinq séquences sont proposées dans ce dossier :
S0. Séquence découverte : comparaison d’un système réel de portail coulissant automatisé et de la maquette.
S1. Chaque groupe manipule la maquette et décrit le fonctionnement du portail coulissant.
S2. Chaque groupe d’élèves règle les capteurs fin de course et la vitesse du moteur pour que le portail fonctionne.
S3. Les élèves interviennent sur la programmation et transfèrent les informations au système automatisé.
S4. La dernière séquence vise à introduire de nouvelles contraintes de fonctionnement et de sécurité : les élèves
analysent et modifient un programme simple pour, par exemple, prendre en compte une nouvelle contrainte : « Si une
personne ou un véhicule bloque le passage pendant la fermeture du portail alors le portail s’ouvre à nouveau ».
Ces séquences vont permettre de travailler en particulier les connaissances du programme :
« Système automatique », « Acquisition de signal de données », « Chaîne d’informations », « Chaîne d’énergie »,
« Interface », « Commande », « Conditions logiques » « Algorithme », « Organigramme », « Programme ».
Vous trouverez dans le tableau ci-dessous pour chaque séquence et piste pédagogique développée dans ce dossier, le nom
du programme (fichier) correspondant, réalisé avec le logiciel téléchargeable gratuitement PICAXE Logicator.
Séquence
Nom du programme
Nom du programme – corrigé
Séquence déc.
Séquence 1
Séquence 2
Séquence 3
Portail coulissant 1.plf
Portail coulissant correction 3.plf
Séquence 4
Portail coulissant 4a.plf
Portail coulissant 4b.plf
Portail coulissant correction 4a.plf
Portail coulissant correction 4b.plf
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2
Pistes pédagogiques
Nom du programme
Piste 1 Sous-programmes
Signal lumineux clignotant
Piste 2 Télécommande
Piste 3 Signal sonore
Piste 4 Détecteur de
mouvement
Piste 5 Afficheur LCD
Portail coulissant 7-1.plf
Présentation pédagogique 2/2
Les points forts de la maquette du portail coulissant automatisé
Sa lisibilité, sa simplicité
Les différentes parties du système mécanique et électronique sont visibles et directement accessibles.
Les élèves disposent d’un mécanisme bien dimensionné, sans détails superflus et d’un design proche du réel.
Son côté pratique, sa robustesse
Dans sa version montée et pré-câblée (Réf. : BE-APORT-COUL-M) la maquette est prête à l’emploi.
Ses dimensions sont adaptées au travail en groupe et au rangement.
La maquette est suffisamment robuste pour résister aux différentes manipulations.
Elle résiste aux erreurs de programmation : même bloqué le moteur ne grille pas.
Les modules électroniques sont fixés par quatre vis accessibles (en cas de panne chaque module peut être
changé rapidement et séparément).
Sa similitude avec le réel
La maquette reprend tous les éléments d’un véritable portail coulissant automatisé :
- transmission de mouvement par roue dentée - crémaillère ;
- montage sur rail métallique avec roues à gorge et guides supérieurs ;
- signalisation lumineuse ;
- sécurisation optique (barrière infrarouge).
Barrière infrarouge
Transmission de mouvement
par roue dentée et crémaillère
L’utilisation en classe
Toutes les maquettes de la gamme AutoProg utilisent la même interface de programmation : le boîtier de
commande AutoProg. Les capteurs/actionneurs sont compatibles d’une maquette à une autre. L’utilisateur
retrouve toujours le même environnement de programmation.
Pour aller plus loin dans l’utilisation de cette maquette, il est possible d’ajouter les modules optionnels suivants :
- une télécommande (Réf. RAX-TVR10) ;
- un module buzzer (Réf. K-AP-MBUZ-M) ;
- un module détecteur de mouvement (Réf. K-AP-MPIR-M) ;
- un module afficheur LCD (Réf. K-AP-MLCD-M).
Ces quatre modules optionnels font l’objet d’une exploitation en fin de dossier (voir pistes pédagogiques).
Quelques conseils pratiques
Montage, mise en service et test de la maquette
(Se reporter au dossier technique)
Pour tester le fonctionnement complet de la maquette (utiliser tous les modules fournis avec la maquette) vous disposez du
programme « Portail coulissant 7-1.plf » fourni avec le CD Rom ou téléchargeable sur www.a4.fr. Vous devez le transférer à
l’aide du logiciel PICAXE Logicator dans le boîtier AutoProg.
Le programme « Portail coulissant 7-1.plf » permet de tester le bon fonctionnement de la maquette en intégrant des contraintes
réelles de sécurité (détection d’une présence par infrarouge, signalisation lumineuse clignotante). La priorité est donnée à
l’ouverture lors d’un incident.
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3
Document élève
Séquence découverte - Le portail coulissant automatisé – 1/2
A quoi sert un portail coulissant automatisé ?
Les supports de travail : Photos Société Came + Dessin maquette portail coulissant automatisé
ère
1
étape – Repérer les différentes éléments d’un portail coulissant automatisé
1. Repérer à partir des photos ci-dessous, les différents éléments de ces deux portails coulissants automatisés
(bouton de commande, clignotant, photocellule de sécurité, barrière, moteur, crémaillère, colonnette pour
photocellule). Noter les trois éléments qui manquent.
Portail réel de maison
Photocellule
de sécurité
Photocellule
de sécurité
Rail et roue
à gorge
Rail et roue
à gorge
Portail réel d’entreprise
Moteur
Colonnette pour
photocellule
Rail
Crémaillère
2. Citer deux éléments qui permettent de commander l’ouverture et la fermeture de ces systèmes automatisés.
…………………………………………………………………………………………………………………………......
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4
Document élève
3. Repérer à l’aide d’une flèche, les différents éléments de la maquette de portail coulissant automatisé tels qu’on
les trouve sur un portail coulissant réel (bouton-poussoir, clignotant, photocellule de sécurité, barrière, moteur,
crémaillère).
Maquette portail
coulissant automatisé
Photocellules
de sécurité
Moteur
ème
2
étape – Préciser l’usage d’un portail coulissant automatisé
1. Citer un exemple de construction disposant d’un portail coulissant automatisé.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
2. Déterminer à quel usage répond l’installation d’un portail coulissant.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
3. Expliquer le rôle des différents éléments qui composent les portails coulissants automatisés.
- Le bouton de commande permet ................................................................................................................................
- Le clignotant permet ...................................................................................................................................................
- Le rail permet ..............................................................................................................................................................
- La photocellule de sécurité permet .............................................................................................................................
- Le moteur permet ........................................................................................................................................................
4. Préciser le type de confort qu’apporte le portail coulissant automatisé.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
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5
Correction
Les supports de travail : Photos Société Came + Maquette portail coulissant automatisé
ère
1
CORRIGÉ
étape – Repérer les différentes éléments d’un portail coulissant automatisé
1. Repérer à partir des photos ci-dessous, les différents éléments de ces deux portails coulissants automatisés
(bouton de commande, clignotant, photocellule de sécurité, barrière, moteur, barrière, crémaillère, colonnette pour
photocellule). Noter les trois éléments qui manquent.
Portail réel de maison
Clignotant
Bouton de
commande
Photocellule
de sécurité
Photocellule
de sécurité
Rail et roue
à gorge
Rail et roue
à gorge
Barrière
Portail réel d’entreprise
Moteur
Colonnette pour
photocellule
Crémaillère
Rail
2. Citer deux éléments qui permettent de commander l’ouverture et la fermeture de ces systèmes automatisés.
Il est possible de commander ce système automatisé à l’aide d’un bouton de commande ou d’une
télécommande.
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6
Correction
CORRIGÉ
3. Repérer à l’aide d’une flèche, les différents éléments de la maquette de portail
coulissant automatisé (bouton-poussoir, clignotant, photocellule de sécurité, barrière,
moteur, barrière, crémaillère).
Clignotant
Barrière
Maquette portail
coulissant automatisé
Photocellules
de sécurité
Crémaillère
Moteur
Bouton de
commande
ème
2
étape – Préciser l’usage d’un portail coulissant automatisé
1. Citer un exemple de construction disposant d’un portail coulissant automatisé.
Exemple(s) : le portail coulissant automatisé d’un collège, d’une entreprise, d’une maison, etc.
2. Déterminer à quel usage répond l’installation d’un portail coulissant.
Un portail coulissant permet à un particulier ou à une entreprise de limiter les accès à un lieu.
3. Expliquer le rôle des différents éléments qui composent les portails coulissants automatisés.
- Le bouton de commande permet de commander l’ouverture et la fermeture du portail coulissant ;
- Le clignotant permet de signaler que le portail coulissant est en mouvement ;
- Le rail permet de guider la barrière dans le sens de la longueur ;
- La photocellule de sécurité permet de détecter une présence pour améliorer la sécurité des individus et des
véhicules ;
- Le moteur permet d’entraîner le mécanisme de la barrière.
4. Préciser le type de confort qu’apporte le portail coulissant automatisé.
Un portail coulissant automatisé permet à une personne de commander l’ouverture et la fermeture d’une barrière
sans aucune intervention et sans effort.
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7
Document professeur
Séquence N°1 - Le fonctionnement du portail coulissant automatisé - 1/2
 La mise en place de la séquence
Matériel nécessaire :
- maquette montée et équipée avec ses
modules électroniques ;
- boîtier de commande AutoProg ;
- cordons de liaison ;
- logiciel PICAXE Logicator
(téléchargeable gratuitement sur www.a4.fr).
Le portail coulissant automatisé est équipé en
version de base de :
- 2 modules bouton-poussoir ;
- 2 modules microrupteur à galet ;
- 1 module signal lumineux (Del jaune ∅ 10) ;
- 2 modules infrarouge (émetteur, récepteur) ;
- 1 module moteurs ;
- 9 cordons de liaison.
La maquette est disponible en version montée et pré-câblée (Réf. BE-APOR-COUL-M) ou version kit (Réf. BEAPOR-COUL-KIT).
Le boîtier de commande AutoProg constitue le cœur du système. Il fonctionne avec un microcontrôleur Picaxe type
28X1/40X1. Il est programmé avec le logiciel gratuit de programmation graphique PICAXE Logicator.
Pilotage de la maquette
ère
Dans cette 1 séquence, la maquette est pilotée par le programme “ Portail coulissant 1.plf » fourni avec le
CD Rom ou téléchargeable sur www.a4.fr. Vous devez le transférer à l’aide du logiciel PICAXE Logicator dans le
boîtier AutoProg.
Nota : Le programme « Portail coulissant 1.plf » se limite à gérer l’ouverture par le bouton-poussoir extérieur et la
fermeture du portail par le bouton-poussoir intérieur.
Il faut relier la maquette au boîtier AutoProg à l’aide des cordons de liaisons selon le descriptif fourni dans le
document ressource N°1 bis.
Nota : selon l’alimentation de l’Automate Programmable AutoProg (piles, accumulateurs) il faut positionner
correctement le cavalier qui se trouve en dessous du boîtier près du logement des piles (voir dossier AutoProg).
La vitesse de déplacement du portail est réglable à l’aide de l’ajustable sur le module moteur (voir dans le dossier
technique du portail coulissant automatisé la nomenclature du module moteurs (sous-ensemble G, repère A).
Pour faciliter le câblage de la maquette il est possible d’identifier chaque extrémité des
cordons à l’aide de bagues de repères (Réf. : SET-BAG-09 et SET-BAG-AZ).
Les entrées numériques sont par exemple repérées (EN1, EN2, EN3, etc.), les entrées
analogiques (EA1, EA2, EA3, etc.) et les sorties (S0, S1, S2, etc.) – voir photo cicontre.
Document ressource à disposition des élèves :
Document ressource N°1 : Perspectives et nomenclature des sous-ensembles.
La vue de face est considérée comme la vue de référence de positionnement des
modules (fin de course gauche et droit).
Remarque : le professeur pourra aider les élèves à repérer les différentes parties de la maquette en projetant une
vue 3D du portail coulissant automatisé (voir fichier sur le CD Rom) à l’aide de la visionneuse « eDrawings ».
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8
Document professeur
 La démarche d’investigation
Après avoir fait un bref rappel de la séquence précédente, le professeur situe et exprime la problématique de départ.
Situation-problème
Pour réduire les efforts, certains portails s’ouvrent et se ferment automatiquement.
Comment fonctionne un portail coulissant automatisé ?
Les élèves expriment oralement des hypothèses.
Manipulation – Analyse
Les élèves disposent de la maquette câblée en état de fonctionnement, du document élève et du document
ressource N°1.
Ils vont au cours des étapes suivantes :
- tester le fonctionnement du portail et décrire son fonctionnement ;
- identifier les principaux éléments du système automatisé et analyser son fonctionnement ;
- repérer les éléments qui composent la chaîne d’informations (partie commande) et la chaîne d’énergie (partie opérative).
Synthèse
Le professeur en s’aidant des réponses des élèves précise le fonctionnement du portail coulissant. Il pourra par
comparaison avec un exemple réel faire une synthèse du fonctionnement d’un portail coulissant automatisé.
Acquisition et structuration des connaissances
Les élèves notent sur le classeur ou leur cahier le bilan de la séquence :
Un portail coulissant automatisé permet à une personne de commander l’ouverture et la fermeture d’une barrière
sans effort. Un système automatisé (portail coulissant, alarme de maison, régulateur de chauffage, station
météorologique, aspirateur-robot, etc.) se caractérise par sa capacité à être configuré et programmé par ses
utilisateurs.
Pour cela il dispose d’une chaîne d’informations (partie commande) qui commande une chaîne d’énergie (partie
opérative) agissant pour obtenir l’effet attendu (mouvement, son, chaleur…).
 Les programmes de technologie
Exemple de centre d’intérêt : La commande et le pilotage d’un objet technique.
Décrire sous forme schématique, le
fonctionnement de l’objet technique (1)
Représentation fonctionnelle
Repérer, à partir du fonctionnement d’un système
automatique la chaîne d’informations. (1)
Chaîne d’informations
Associer à chaque bloc fonctionnel les
composants réalisant une fonction. (1)
Repérer, à partir du fonctionnement d’un système
automatique la chaîne d’énergie. (1)
Chaîne d’énergie
Identifier les éléments qui composent les chaînes
d’informations et d’énergie. (1)
Chaîne d’informations Chaîne d’énergie
Code couleur : approches
Analyse et conception de l’objet technique
Les matériaux utilisés
Les énergies mises en œuvre
L’évolution de l’objet technique
Communication et gestion de l’information
Les processus de réalisation d’un objet technique
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9
Document élève
Comment fonctionne un portail coulissant automatisé ?
Les supports de travail : maquette portail coulissant automatisé + document ressources N°1
ère
1
Bouton-poussoir
extérieur
étape - Décrire le fonctionnement du portail coulissant automatisé
1. Allumer le boîtier AutoProg (bouton A/M).
2. Appuyer sur le bouton-poussoir extérieur pour ouvrir le portail.
3. Appuyer sur le bouton-poussoir intérieur pour fermer le portail.
4. Compléter ci-dessous la description du fonctionnement du portail
coulissant.
Situation initiale : le portail coulissant automatisé est fermé.
Une personne active l’ouverture du portail (bouton-poussoir extérieur).
………………………………………………………………………………….........................................................
………………………………………………………………………………….........................................................
………………………………………………………………………………….........................................................
Situation intermédiaire : la personne et/ou le véhicule sont passés.
Une personne active la fermeture du portail (bouton-poussoir intérieur).
………………………………………………………………………………….........................................................
………………………………………………………………………………….........................................................
………………………………………………………………………………….........................................................
Situation finale : le portail coulissant automatisé est fermé.
ème
2
étape - Analyser le fonctionnement du portail coulissant automatisé
a. Étude de la partie mécanique
1. À partir de l’observation du portail coulissant colorier sur le document ressource N°1 :
- en  bleu l’élément qui produit un mouvement ;
- en  vert les pièces qui transmettent un mouvement au portail ;
- en  rouge les pièces qui guident la barrière ;
2. Préciser le type de mouvement de la barrière (translation ou rotation).
…………………………………………………………………………………………..
Roue
dentée
3. Expliquer le rôle du mécanisme « roue dentée et crémaillère ».
…………………………………………………………………………………………..
Crémaillère
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
4. Indiquer à quoi servent le rail et les guides supérieurs lorsque la barrière est en mouvement.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
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10
Document élève
b. Étude de la partie électrique
1. Colorier sur le document ressource N°1 en  jaune les éléments qui captent la position du portail coulissant.
2. Déterminer le nom de l’élément qui commande le fonctionnement du portail coulissant automatisé.
………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. Préciser la source d’énergie qui permet le fonctionnement du portail coulissant automatisé.
………………………………………………………………………………………………………………………………………
ème
3
étape - Repérer la chaîne d’informations et d’énergie et identifier les éléments qui la composent
1. Identifier sous chaque fonction technique de la chaîne d’informations le ou les éléments du portail coulissant
automatisé qui la composent.
Traiter
Acquérir
Communiquer
Chaîne d’informations du portail coulissant automatisé
Cordons
2. Identifier sous chaque fonction technique de la chaîne d’énergie le ou les éléments du portail coulissant
automatisé qui la composent.
Alimenter
Distribuer
Transmettre
Convertir
Chaîne d’énergie du portail coulissant automatisé
Cordons
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11
Correction
Séquence N°1 - Le fonctionnement du portail coulissant automatisé – 1/2
ère
1
CORRIGÉ
étape - Décrire le fonctionnement du portail coulissant
4. Compléter ci-dessous la description du fonctionnement du portail coulissant automatisé.
Situation initiale : le portail coulissant automatisé est fermé.
Une personne active l’ouverture du portail (bouton-poussoir extérieur).
Le témoin lumineux (LED) s’allume et le portail coulisse.
Le portail est ouvert.
Le témoin lumineux (LED) s’éteint.
Situation intermédiaire : la personne et/ou le véhicule sont passés.
Une personne active la fermeture du portail (bouton-poussoir intérieur).
Le témoin lumineux (LED) s’allume et le portail coulisse.
Le portail est fermé.
Le témoin lumineux (LED) s’éteint.
Situation finale : le portail coulissant automatisé est fermé.
ème
2
étape - Analyser le fonctionnement du portail coulissant automatisé
Légende des couleurs
- en  bleu l’élément qui produit un mouvement ;
- en  vert les pièces qui transmettent un mouvement au portail ;
- en  rouge les pièces qui guident la barrière ;
- en  jaune les éléments qui captent la position du portail.
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12
Correction
Séquence N°1 - Le fonctionnement du portail coulissant automatisé – 2/2
CORRIGÉ
a. Étude de la partie mécanique
2. Préciser le type de mouvement de la barrière (translation ou rotation).
La barrière a un mouvement de translation.
3. Expliquer le rôle du mécanisme « roue dentée et crémaillère ».
Le mécanisme « roue dentée et crémaillère » permet de transformer un mouvement de rotation (roue dentée) en
un mouvement de translation (crémaillère).
Remarque : le professeur aidera les élèves à comprendre le mécanisme en projetant une vue 3D de la maquette
du portail coulissant automatisé avec la visionneuse eDrawings (voir CD Rom).
4. Indiquer à quoi servent le rail et les guides supérieurs lorsque la barrière est en mouvement.
Lorsque la barrière est en mouvement, elle est guidée dans le sens de la longueur par un rail métallique et sur les
côtés par les guides supérieurs.
b. Étude de la partie électrique
2. Déterminer le nom de l’élément qui commande le fonctionnement du portail coulissant automatisé.
Le fonctionnement du portail coulissant est commandé par le boîtier de commande électronique (AutoProg).
3. Préciser la source d’énergie qui permet le fonctionnement du portail coulissant automatisé.
L’énergie électrique permet le fonctionnement du portail coulissant.
ème
3
Etape - Repérer la chaîne d’informations et d’énergie et identifier les éléments qui la composent
Acquérir
Traiter
Communiquer
Chaîne d’informations du portail coulissant automatisé
Capteurs
Automate
programmable
(interface de
commande)
Cordons
Alimenter
Distribuer
Transmettre
Convertir
Chaîne d’énergie du portail coulissant automatisé
Piles
Accumulateurs
ou
Réseau électrique
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Cordons
Moteur
13
Roue dentée
et
crémaillère
Document professeur
Séquence N°1 – Le fonctionnement du portail coulissant automatisé
Document ressource N°1 – Perspectives et nomenclature des sous-ensembles
(Extrait du dossier technique)
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14
Document professeur
Séquence N°1 – Le fonctionnement du portail coulissant automatisé
Document ressource N°1 bis – Le câblage de la maquette
Pour établir les liaisons entre le boîtier de commande et le portail coulissant il faut utiliser des cordons et connaître
l’affectation de chaque entrée et sortie du boîtier de commande.
 Utiliser le Tableau d’affectation des entrées/sorties ci-dessous pour relier la maquette au boitier de commande
Autoprog.
Table d’affectation (logiciel Picaxe)
Boîtier AutoProg
Nom du module
Nom de la commande
Entrée
Associée
Bouton-poussoir Intérieur
BP int
EN0
Fin de course ouverture
FDC Droite
EN1
Fin de course fermeture
FDC Gauche
EN2
Bouton-poussoir Extérieur
BP ext
EN3
Récepteur infrarouge
Récepteur IR
EN5
Nom de l'élément
Nom de la commande
Sortie
Associée
Diode
électroluminescente
LED
S0
Sens ouverture
S6=1 S7=0
Sens fermeture
S6=0 S7=1
Émetteur IR
S1
Module moteur
Émetteur infrarouge
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15
Document professeur
Séquence N°2 - Le réglage du portail coulissant automatisé - 1/2
- maquette montée et équipée avec ses modules électroniques ;
- boîtier de commande AutoProg ;
- jeu de cordons de liaison ;
- logiciel PICAXE Logicator ;
- un petit tournevis plat.
Le capteur de fin de course droit est déréglé afin que le portail ne s’ouvre
pas complètement (la vue de face est la vue de référence pour désigner la
position (droit, gauche) des capteurs).
Pour cela il faut positionner le module microrupteur droit à l’extrémité droite
de la platine (voir photo ci-contre).
Les élèves vont chercher à expliquer le dysfonctionnement du système automatisé (la barrière n’est pas
complètement ouverte) puis proposer et tester des solutions pour résoudre le problème technique.
Capteur fin de
course droit
Capteur fin de
course gauche
éme
Dans cette 2
séquence, la maquette est pilotée par le programme “ Portail coulissant 2.plf » fourni avec le
boîtier AutoProg.
Nota : Le programme « Portail coulissant 2.plf » permet de commander l’ouverture et la fermeture du portail par le
bouton-poussoir intérieur (BP int) ou le bouton-poussoir extérieur (BP ext).
document ressource N°2 bis.
Document ressource à disposition des élèves :
Document ressource N°2 – Module Moteur – Description et implantation des composants
Remarque : le professeur pourra aider les élèves à repérer les deux capteurs fin de course (droit et gauche) en
projetant une vue 3D du portail coulissant à l’aide de la visionneuse eDrawings. La vue de face servant de
référence au repérage des modules.
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16
Document professeur
 La démarche de résolution d’un problème technique
Après avoir fait un bref rappel de la séance précédente, en particulier sur le rôle des capteurs fin de course (en
jaune sur le dessin colorié lors de la séance précédente), le professeur énonce le problème technique à résoudre.
Situation-problème
Pour qu’un véhicule puisse passer la barrière doit être complètement ouverte.
Comment régler correctement l’ouverture et la fermeture d’un portail coulissant automatisé ?
Les élèves expriment oralement des hypothèses (exemple : il faut positionner les capteurs au bon endroit).
Manipulation - Analyse
Les élèves disposent de la maquette câblée mais déréglée, du document élève et du document ressource N°2.
- constater le dysfonctionnement du portail coulissant automatisé ;
- analyser le fonctionnement d’un capteur ;
- régler l’ouverture du portail coulissant automatisé.
Synthèse
En s’aidant des réponses des élèves, le professeur précise :
- la manière dont on peut régler l’ouverture et la fermeture du portail ;
- le principe de fonctionnement du capteur utilisé dans le portail (microrupteur) ;
- la fonction d’un capteur dans un système automatisé.
Les capteurs servent à mesurer des grandeurs physiques (variation d’intensité lumineuse, variation de chaleur, etc.) ou
à détecter un évènement (contact, état, etc.). Ces grandeurs ou informations sont transmises sous la forme d’un signal
à la partie commande du système automatisé.
Mobilisation des connaissances
Exercice à faire en classe ou à la maison - Identifier la fonction d’un capteur dans un système automatisé.
 Programmes de technologie
Exemple de centre d’intérêt : Système automatisé : acquisition et transmission de l’information
Identifier les modes et dispositifs d’acquisition de
signaux, de données. (1)
Chaîne d’informations Chaîne d’énergie
Identifier la nature d’une information et du signal
qui la porte. (1)
Acquisition de signal
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17
Document élève
Comment régler correctement l’ouverture et la fermeture d’un portail coulissant automatisé ?
Les supports de travail : maquette portail coulissant automatisé + document ressource N°2
ère
1
Capteur fin de
course droit
étape - Constater le dysfonctionnement du portail coulissant
1. Allumer le boîtier AutoProg (bouton A/M).
2. Appuyer sur le bouton-poussoir extérieur pour ouvrir le portail.
3. Noter la situation dans laquelle se trouve la barrière du portail coulissant
lorsqu’elle est immobilisée.
………………………………………………………………………………………
…………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
Microrupteur
4. Sur la photo ci-dessus, repérer le problème à résoudre à l’aide d’une flèche.
ème
2
étape - Analyser le fonctionnement du capteur fin de course
1. Déterminer la raison pour laquelle la barrière ne s’ouvre pas complètement.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
2. Préciser le rôle respectif des capteurs fin de course (droit et gauche).
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
3. Observer sur la maquette le fonctionnement du microrupteur et noter-le ci-dessous.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
www.a4.fr
18
Document élève
ème
3
étape - Régler l’ouverture du portail
1. Régler la position du capteur de fin de course droit et tester le fonctionnement du portail.
2. Noter la procédure de réglage du capteur fin de course droit afin que le portail coulissant s’ouvre correctement.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
3. En vous aidant du document ressource N° 2, désigner et nommer sur la photo ci-dessous le composant du
module moteurs qui permet d’augmenter ou de diminuer la vitesse de déplacement du portail et expliquer son
fonctionnement.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
4. Régler à l’aide d’un tournevis plat la vitesse de déplacement du portail pour qu’il s’ouvre en moins de 6 secondes.
Exercice
Préciser pour chaque système automatisé à quoi sert le ou les capteurs.
Système d’arrosage
avec sonde
Système d’Alarme de
maison
Station
météorologique
Aspirateur robot
Le capteur du système
.........................................
.........................................
.........................................
d’arrosage détecte le taux
.........................................
.........................................
.........................................
d’humidité de la terre
.........................................
.........................................
.........................................
.........................................
.........................................
.........................................
.........................................
.........................................
.........................................
www.a4.fr
19
Correction
ère
1
CORRIGÉ
étape - Constater le dysfonctionnement du portail coulissant
3. Noter la situation dans laquelle se trouve la barrière.
On observe que la barrière ne s’ouvre pas complètement.
ème
2
étape - Analyser le fonctionnement du capteur fin de course
1. Déterminer la raison pour laquelle la barrière ne s’ouvre pas complètement.
Le capteur fin de course droit n’est pas bien positionné.
2. Préciser le rôle respectif des capteurs fin de course (droit et gauche).
Les capteurs de fin de course servent à détecter la position de la barrière en ouverture et en fermeture.
3. Observer sur la maquette le fonctionnement des microrupteurs et noter-le ci-dessous.
Les microrupteurs détectent la position d’un élément grâce à une tige ou levier.
Lorsque le contact de l’interrupteur est fermé il envoie un signal à la partie
commande (boîtier AutoProg).
Microrupteur
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20
Correction
Séquence N°2 - Le réglage du portail coulissant automatisé – 2/2
ème
3
CORRIGÉ
étape - Régler l’ouverture du portail
2. Noter la procédure de réglage du capteur fin de course droit afin que
le portail coulissant s’ouvre correctement.
Il faut dévisser légèrement l’écrou papillon du capteur fin de course droit et le faire coulisser vers la gauche.
3. En vous aidant du document ressource N° 2, désigner et nommer sur la photo ci-dessous le composant du
module moteur qui permet d’augmenter ou de diminuer la vitesse de déplacement du portail et expliquer son
fonctionnement.
Pour augmenter ou diminuer la vitesse de déplacement du portail il faut tourner la résistance ajustable du module
moteur à l’aide d’un tournevis plat.
Résistance
ajustable
4. Régler la vitesse de déplacement du portail pour qu’il s’ouvre en moins de 6 secondes.
Exercice
Préciser pour chaque système automatisé la fonction du ou des capteurs.
Système d’arrosage
avec sonde
Système d’Alarme de
maison
Station
météorologique
Aspirateur robot
Le capteur du système
Les capteurs du système
Les capteurs de la
Les capteurs de
d’arrosage détecte le taux
d’alarme de maison
station météorologique
l’aspirateur robot
d’humidité de la terre.
détectent un mouvement.
détectent :
détectent les obstacles.
- la température
- la pression atmosphérique
- etc.
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21
Document professeur
Séquence N°2 - Le réglage du portail coulissant automatisé
Document ressource N°2 – Module Moteur – Description et implantation des composants
www.a4.fr
22
Document professeur
Séquence N°2 - Le réglage du portail coulissant automatisé
Document ressource N° 2 bis - Le câblage du portail coulissant
Pour établir les liaisons entre le boîtier de commande et le portail coulissant, il faut utiliser des cordons et connaître
Autoprog.
Boîtier AutoProg
Nom du module
Nom de la commande
Entrée
Associée
BP int
EN0
FDC Droite
EN1
FDC Gauche
EN2
BP ext
EN3
Récepteur IR
EN5
Nom de l'élément
Nom de la commande
Sortie
Associée
Diode
LED
S0
Sens ouverture
S6=1 S7=0
Sens fermeture
S6=0 S7=1
Émetteur IR
S1
Module moteur
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23
Document professeur
Séquence N°3 - La programmation d’un système automatisé - 1/2
- boîtier de commande “AutoProg” ;
- jeu de cordons de liaisons ;
- un petit tournevis plat pour régler la vitesse du moteur.
Les élèves vont chercher à expliquer le fonctionnement d’un programme au sein d’un système automatisé en
étudiant une représentation graphique « Organigramme de programmation » appelée « Diagramme » dans le
logiciel PICAXE Logicator.
Remarque :
Les symboles utilisés dans le logiciel PICAXE Logicator sont normalisés (voir Document ressource N°3 bis Extrait Norme ISO 5807 - Symboles organigramme de programmation).
éme
Dans cette 3
séquence, la maquette est pilotée par le programme « Portail coulissant 3.plf » fourni avec le
boîtier AutoProg.
Nota : Le programme « Portail coulissant 3.plf » automatise la fermeture du portail avec une temporisation de
deux secondes par défaut. Les élèves modifient la programmation de la temporisation (commande Attendre) et
augmentent le délai d’attente à 10 secondes pour laisser le temps aux personnes ou aux véhicules de passer.
Le programme « Portail coulissant correction 3.plf » présente la modification attendue.
Le câblage de la maquette est le même que dans la séquence N°2. Il faut relier la maquette au boîtier AutoProg à
l’aide des cordons de liaisons selon le descriptif fourni dans le document ressource N°2 bis (voir séquence N°2).
Documents ressource à disposition des élèves :
Document ressource N°3 - Procédure informatique d’ouverture et de transfert d’un programme
Document ressource N°3 bis - Extrait Norme ISO 5807 - Symboles organigramme de programmation
Exemple de schéma de synthèse en fin de séquence
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24
Document professeur
Après avoir fait un bref rappel de la séance précédente, le professeur pose le problème technique à résoudre.
Situation-problème
Lorsque le portail est ouvert, la personne ou le véhicule ne dispose que de 2 secondes pour passer avant qu’il ne
se referme automatiquement.
Comment améliorer l’ouverture et la fermeture automatique du portail coulissant ?
Les élèves expriment oralement des hypothèses (exemple : il faut lui donner des ordres, transmettre un programme, etc.).
Manipulation - Analyse
Les élèves disposent de la maquette câblée en état de fonctionnement, du document élève et des
documents ressource N°3 et N°3 bis.
- observer le fonctionnement du portail ;
- étudier un organigramme de programmation ;
- modifier les paramètres d’une commande.
Synthèse
Le professeur en s’aidant des réponses des élèves précise :
- le rôle d’un organigramme et/ou d’un algorithme ;
- les symboles utilisés dans un organigramme ;
- les principes de la programmation.
Il est possible de représenter le programme d’un système automatisé graphiquement à l’aide d’un organigramme de
programmation. Un organigramme de programmation est constitué de différents symboles représentant les principales
étapes d’un programme.
Les informations acquises par les capteurs (mouvement, fumée, lumière, etc.) ou en fonction d’une temporisation sont
traitées par les commandes ou instructions d’un programme. Selon les besoins de l’utilisateur, il est possible de
modifier la programmation de certains systèmes automatisés (alarme de maison, régulateur de chauffage, portail, etc.).
Exemple de centre d’intérêt : La programmation d’un système automatisé
Identifier les étapes d’un programme de
commande représenté sous forme graphique. (1)
Organigramme
Modifier la représentation du programme de
commande d’un système pour répondre à besoin
particulier et valider le résultat obtenu. (1)
Condition
www.a4.fr
25
Document élève
Comment améliorer l’ouverture et la fermeture automatique du portail coulissant automatisé ?
Les supports de travail : maquette portail coulissant automatisé + documents
ressource N°3 et N°3 bis.
ère
1
étape – Observer le fonctionnement du portail coulissant
1. Allumer le boîtier AutoProg (bouton A/M) et faites fonctionner la maquette du
portail coulissant automatisé.
2. Décrire le fonctionnement du portail coulissant automatisé et préciser le
problème rencontré.
………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
ème
2
étape - Étudier un organigramme de programmation
1. En vous aidant du document ressource N°3, ouvrer à l’aide du logiciel PICAXE Logicator le fichier « Portail
coulissant 3.plf » sur l’ordinateur.
2. En vous aidant du document ressource N°3 bis, entourer sur l’organigramme de programmation ci-dessous :
- en  jaune le symbole de début ;
- en  rouge les symboles de décision (test).
Organigramme de programmation
www.a4.fr
26
Document élève
3. Observer ces deux dessins et préciser à quoi servent les deux symboles de décision.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
4. Expliquer à quoi servent les symboles dans un organigramme de programmation.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
5. Noter dans le schéma suivant à quoi sert la succession des commandes (commandes) suivantes :
ème
3
étape - Modifier les paramètres d’une commande
1. Colorier  en bleu sur l’organigramme de programmation (page 1/2), le symbole général de traitement Attendre t et
préciser à quoi sert la commande Attendre 2.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
2. Sélectionner dans le logiciel PICAXE Logicator la commande Attendre 2. Modifier le paramètre de cette
commande à 10. Enregistrer le programme (Menu Fichier et commande Enregistrer).
3. En vous aidant du document ressource N°3 transférer le programme dans le boîtier de commande AutoProg.
4. Vérifier sur la maquette l’impact de cette modification du programme et préciser son intérêt.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
www.a4.fr
27
Correction
Séquence N°3 – La programmation d’un système automatisé - 1/2
ère
1
CORRIGÉ
étape – Observer le fonctionnement du portail
2. Décrire le fonctionnement du portail et préciser le problème rencontré.
Lorsqu’on appuie sur un bouton-poussoir (extérieur ou intérieur), le portail s’ouvre puis se referme au bout d’un
instant (2 secondes). Le temps d’attente entre l’ouverture et la fermeture du portail est insuffisant pour le passage
d’un individu ou d’un véhicule.
ème
2
étape - Étudier un organigramme de programmation
2. En vous aidant du document ressource N°3 bis :
- entourer en  jaune le symbole de début ;
- entourer en  rouge les symboles de décision (test).
www.a4.fr
28
Correction
3. À partir de l’organigramme de programmation (page précédente) et les dessins
ci-dessous, préciser à quoi servent les deux symboles de décision.
CORRIGÉ
Ces symboles servent à prendre une décision en fonction de l’état des capteurs :
Si le bouton-poussoir extérieur 1 a été actionné (état = 1) alors la LED est allumée, le moteur tourne.
Si le capteur fin de course a détecté la présence de la barrière (état = 1) alors le moteur s’arrête et la LED s’éteint.
4. Expliquer à quoi servent les symboles dans un organigramme de programmation.
Dans un organigramme de programmation, chaque symbole représente une étape du programme de commande
du portail coulissant.
5. Noter dans le schéma suivant à quoi sert la succession des commandes (commandes) suivantes :
ème
3
étape - Modifier les paramètres d’une commande (commande)
1. Entourer  en bleu sur l’organigramme de programmation (page 1/2), le symbole général de traitement Attendre et
préciser à quoi sert la commande Attendre 2.
Cette instruction ou commande sert à fixer un délai d’attente (temporisation) de 2 secondes.
4. Vérifier sur la maquette l’impact de cette modification du programme et préciser en quelques lignes son intérêt.
La modification du délai d’attente à 10 secondes a permis d’allonger le temps de passage d’une personne ou d’un
véhicule d’un côté à l’autre du portail.
www.a4.fr
29
Document professeur
Séquence N°3 - La programmation d’un système automatisé
Document ressource N° 3 - Procédure informatique d’ouverture et de transfert d’un programme
A. PROCÉDURE D’OUVERTURE ET D’AFFICHAGE D’UN ORGANIGRAMME (DIAGRAMME)
1. Activer le logiciel PICAXE Logicator.
2. Aller dans Option et Sélectionner type de PIC.
3. Sélectionner le mode « Picaxe - 28X1».
Pour le boîtier Autoprog V1.
Sélectionner le mode « Picaxe - 28X2».
Pour le boîtier Autoprog V2.
B. PROCÉDURE DE TRANSFERT D’UN PROGRAMME
1. Mettre sous tension le boîtier de commande AutoProg (bouton M/A).
2. Pour transférer le programme dans le boîtier de commande AutoProg, appuyer sur la touche Alt+F5 du clavier
ou sélectionner le menu PIC puis la commande Programmer le PIC.
www.a4.fr
30
Document professeur
Séquence N°3 - La programmation d’un système automatisé
Document ressource N° 3 bis - Extrait Norme ISO 5807
Symboles organigramme de programmation
SYMBOLE
DÉSIGNATION
SYMBOLE
SYMBOLES DE
TRAITEMENT
DÉSIGNATION
SYMBOLES AUXILIAIRES
Début, fin, interruption
Début, fin ou interruption d'un
organigramme, point de contrôle,
etc...
Symbole général
« traitement »
Opération ou groupe d'opérations
sur des données, commandes,
instructions, etc...
Sous-programme
SYMBOLES LOGIQUES
Portion de programme considérée
comme une simple opération.
Entrée – Sortie
NON
Décision – test
Pour NON
Exploitation de variables impliquant le
choix d'une voie parmi plusieurs.
Symbole couramment utilisé pour
représenter une décision ou un
aiguillage.
OUI
Mise à disposition d'une information.
Pour OUI
Sens conventionnel des liaisons
Le sens général des lignes doit être : de haut en bas, de gauche à droite.
Lorsque le sens ainsi défini n'est pas respecté, des pointes de flèches, à cheval sur la ligne, indiquent le sens
utilisé.
www.a4.fr
31
Document professeur
Séquence N°4 - La modification d’un programme - 1/2
- boîtier de commande “AutoProg” ;
- jeu de cordons de liaisons ;
Les élèves vont chercher à modifier l’organigramme de programme en fonction d’un nouveau besoin : protéger les
personnes ou les véhicules (sécurité).
Lorsque le système automatisé détecte lors de la fermeture du portail une présence par le biais d’une barrière
infrarouge (module émetteur et récepteur infrarouge) le portail doit de nouveau s’ouvrir (priorité à l’ouverture).
Module récepteur pour barrière infrarouge
Réf. K-AP-MRIR-M
Module émetteur pour barrière infrarouge
Réf. K-AP-MEBIR-M
Position 127
Position B
Note : la position des cavaliers doit être sur B et 127.
éme
Dans cette 4
séquence, la maquette est pilotée par les programmes « Portail coulissant 4a.plf » puis « Portail
coulissant 4b.plf » fournis avec le CD Rom ou téléchargeable sur www.a4.fr. Vous devez les transférer à l’aide du
logiciel PICAXE Logicator dans le boîtier AutoProg.
Remarques :
Le programme « Portail coulissant 4a.plf » sert à tester uniquement le fonctionnement de la barrière infrarouge en
activant le module signal lumineux (LED jaune).
Le programme « Portail coulissant 4b.plf » sert de base pour réfléchir à la fermeture du portail avec la mise en
place d’une sécurité : lorsque la barrière infrarouge est coupée par un individu ou un véhicule le portail s’ouvre à
nouveau. Le programme « Portail coulissant correction 4b.plf » présente la modification attendue.
document ressource N°4.
Documents ressource à disposition des élèves :
- Document ressource N°4 : Plan de câblage de la maquette ;
- Document ressource N°4 bis : Schéma d’un portail coulissant automatisé.
Remarque :
Le document ressource N°4 bis pourra être projeté en classe pour expliquer le fonctionnement du système de
détection (barrière infrarouge). Il pourra également être imprimé par le professeur et découpé pour être collé et
complété par les élèves sur leur cahier ou leur classeur.
Ce document est accessible sur le CD Rom sous le nom « BX-243 Schéma Portail Coulissant Société Came.jpg ».
www.a4.fr
32
Document professeur
Après avoir fait un bref rappel de la séance précédente, le professeur pose le problème technique à résoudre.
Situation-problème
Une personne ou un véhicule peut-être percuté par le portail lors de sa fermeture.
Comment améliorer la sécurité lors de la fermeture du portail coulissant ?
Les élèves expriment oralement des hypothèses (exemple : il faut un détecteur de présence, modifier le programme, etc.).
Manipulation - investigation
Les élèves disposent de la maquette câblée en état de fonctionnement, du document élève et des
documents ressources N°4 et N°4 bis.
- observer le fonctionnement d’un système de détection par infrarouge ;
- compléter un algorithme ;
- modifier la représentation du programme de commande d’un système pour répondre à une nouvelle contrainte et
valider le résultat obtenu ;
- étudier le transport du signal par des ondes électromagnétiques.
Synthèse
Le professeur en s’aidant des réponses des élèves précise :
- le rôle d’un algorithme ;
- les raisons pour lesquelles on modifie un programme ;
- les modes de transmission du signal.
L’acquisition et la structuration des connaissances
Le programme d’un système technique peut être décrit textuellement par un algorithme ou de manière graphique
par un organigramme. Sa modification permet d’adapter le système automatisé à une nouvelle fonction ou une
nouvelle contrainte. Cela nécessite l’ajout, la correction ou la suppression d’une ou plusieurs commandes ou
instructions.
Les ordres de la chaîne d’énergie par la chaîne d’informations sont transmis par une interface. Les signaux
sont transportés par des cordons (électriques, téléphoniques, optiques) ou par des ondes électromagnétiques
(infrarouge, radio).
Exemple de centre d’intérêt : La programmation d’un système automatisé
Identifier une condition logique de commande. (1)
Condition
Modifier la représentation du programme de
commande d’un système pour répondre à besoin
particulier et valider le résultat obtenu. (1)
Condition
Repérer le mode de transmission. (1)
Transport du signal (lumière, infrarouge,
ondes,électrique...)
www.a4.fr
33
Document élève
Comment améliorer la sécurité lors de la fermeture du portail coulissant ?
Les supports de travail : maquette portail coulissant automatisé + Document ressource N°4 et N°4 bis
ère
1
étape – Observer le fonctionnement d’un système de détection par infrarouge
1. En vous aidant du document ressource N°1, repérer les
modules « émetteur IR*» et « récepteur IR» sur la maquette
du portail coulissant
2. En vous aidant du document ressource N°4, câbler
l’émetteur et le récepteur infrarouge.
3. Ouvrir le fichier « Portail coulissant 4a.plf » à l’aide du
logiciel PICAXE Logicator sur l’ordinateur.
4. Tester le fonctionnement du portail coulissant automatisé.
5. A partir de l’observation de la maquette en fonctionnement
et du document ressource N°4 bis, préciser le procédé qui
est mis en place pour améliorer la sécurité des personnes
dans les portails coulissants automatisés.
*IR est la contraction de InfraRouge.
…………………………………………………………………………………………………………………………..............
…………………………………………………………………………………………………………………………..............
6. Tracer sur la photo ci-dessus une flèche en pointillée rouge qui symbolise le rayonnement infrarouge.
7. Décrire avec votre professeur chaque étape de l’organigramme de programmation puis compléter sous forme
textuelle l’algorithme correspondant.

Algorithme
Début
Activer émetteur infrarouge (émission d’un signal)
..................................................................................
..................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
www.a4.fr
34
Document élève
ème
2
étape - Modifier un programme
1. Souligner  en rouge les symboles de décision (test) dans l’organigramme de programmation ci-dessous.
2. Modifier avec votre professeur l’organigramme de programmation ci-dessous pour prendre en compte la
nouvelle contrainte de sécurité : « Si une personne ou un véhicule bloque le passage pendant la fermeture du
portail alors le portail s’ouvre à nouveau ».
3. Ouvrir le fichier « Portail coulissant 4b correction.plf » à l’aide du logiciel PICAXE Logicator.
4. Tester le fonctionnement du portail coulissant avec cette nouvelle contrainte de sécurité.
ème
3
étape - Transporter un signal
1. Préciser la nature des ondes émises pour la détection de personnes ou véhicules.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
2. Rechercher et noter la principale caractéristique de ce type d’ondes.
…………………………………………………………………………………………………………………………..................
www.a4.fr
35
Correction
ère
1
étape – Observer le fonctionnement d’un système de détection par infrarouge
CORRIGÉ
1. Repérer le module « émetteur » et « récepteur » « infrarouge » sur le portail coulissant.
Remarque : le professeur aidera les élèves à repérer les deux modules en projetant une vue 3D du portail
coulissant avec la visionneuse eDrawings (voir CD Rom).
5. En vous aidant du document ressource N°4 bis,
préciser le procédé qui est mis en place pour améliorer la
sécurité des personnes dans les portails coulissants
automatisés.
Si un rayon émis par la photocellule de sécurité est coupé
par un individu ou un véhicule alors le clignotant s’allume
pendant deux secondes.
6. Tracer sur la photo ci-dessus une flèche en pointillée
rouge qui symbolise le rayonnement infrarouge.
7. Décrire avec votre professeur chaque étape de
l’organigramme de programmation puis compléter sous
forme textuelle l’algorithme correspondant.
Fichier associé : Portail coulissant correction 4a.plf

Algorithme
Début
Activer émetteur infrarouge (émission d’un signal)
Attendre 0.1 seconde
Éteindre la LED
Si le récepteur infrarouge reçoit un signal
Alors
Allumer la LED
Attendre 2 secondes
Aller avant la commande « attendre 0.1s»
Sinon
Aller avant la commande « Récepteur IR »
www.a4.fr
36
Correction
ème
2
CORRIGÉ
étape - Modifier un programme
1. Souligner  en rouge les symboles de décision (test) dans l’organigramme de programmation ci-dessous.
2. Modifier avec votre professeur l’organigramme de programmation ci-dessous pour prendre en compte la
nouvelle contrainte de sécurité : « Si une personne ou un véhicule bloque le passage pendant la fermeture du
portail alors le portail s’ouvre à nouveau ». Fichier associé : Portail coulissant correction 4b.plf
ème
3
étape - Transporter un signal
1. Préciser la nature des ondes émises pour la détection de personnes ou véhicules.
Il s’agit d’ondes infrarouges.
2. Rechercher et noter la principale caractéristique de ce type d’ondes.
Les ondes infrarouges sont invisibles.
www.a4.fr
37
Document ressources
Séquence N°4 - La modification d’un programme
Document ressource N° 4 - Le câblage du portail coulissant
Pour établir les liaisons entre le boîtier de commande et le portail coulissant il faut utiliser des cordons et connaître
Autoprog.
Boîtier AutoProg
Nom du module
Nom de la commande
Entrée
Associée
BP int
EN0
FDC Droite
EN1
FDC Gauche
EN2
BP ext
EN3
Récepteur IR
EN5
Nom de l'élément
Nom de la commande
Sortie
Associée
Diode
LED
S0
Sens ouverture
S6=1 S7=0
Sens fermeture
S6=0 S7=1
Émetteur IR
S1
Module moteur
www.a4.fr
38
Document ressources
Séquence N°4 - La modification d’un programme
Document ressource N° 4 bis – schéma d’un portail coulissant automatisé
Société CAME (http://www.automatisme-came.com/)
www.a4.fr
39
Piste pédagogique N°1 - Intégrer des sous-programmes - Ajouter le clignotement
Les sous-programmes
Pour améliorer l’organisation d’un programme et pour en faciliter la lecture, on peut introduire des sousprogrammes. Un sous-programme est constitué d’une suite de commandes auxquelles on attribue un nom
suffisamment significatif.
On peut intégrer dans le programme principal des appels à des sousprogrammes avec la commande Appeler + nom du sous-programme.
Chaque sous-programme finit par la commande Retour qui déclenche
le retour au programme principal.
Appeler
Procédure
Le programme principal reprend son cours au niveau de la commande
située immédiatement après celle qui fait appel au sous-programme.
Le principal objectif pédagogique est d’amener les élèves à modifier un organigramme de programmation.
Dans l’organigramme de programmation ci-contre « Portail coulissant 7-1.plf », on a allégé la structure de
l’organigramme « Portail coulissant 6b correction.plf » en introduisant deux sous-programmes qui gèrent la
rotation du moteur :
- le sous-programme nommé « ouverture »;
- le sous-programme nommé « fermeture » ;
ère
Dans cette 1 piste, la maquette est pilotée par le programme « Portail coulissant 7-1.plf » fourni avec le CD Rom
ou téléchargeable sur www.a4.fr.
Vous devez le transférer à l’aide du logiciel PICAXE Logicator dans le boîtier AutoProg.
Remarque :
Il ne faut pas attribuer aux sous-programmes des noms qui contiennent des espaces, des caractères de
ponctuation, des accents, des symboles ou des noms réservés qui correspondent à des noms de commandes.
Le clignotement de la LED
Le signal lumineux utilisé dans un portail doit clignoter : c’est une norme obligatoire.
L’objectif pédagogique est d’amener les élèves à modifier un programme en fonction d’une nouvelle contrainte.
Contrainte : le signal lumineux doit clignoter (norme).
Problème technique à résoudre : Comment faire clignoter la LED ?
Programmation de la LED
La commande « basculer » permet de basculer
l’état de la sortie ou variable associée.
Elle est intégrée au sous-programme
« ouverture » et « fermeture ».
Elle est suivie de la commande « attendre » qui
permet de temporiser l’action.
Le temps de pause est fixé dans cet exemple à
0,1 seconde, ce qui permet d’obtenir un
clignotement rapide en laissant le temps aux
détecteurs de fin de course (FCD) de capter
l’information.
Remarque : lorsque le temps de pause est trop
grand la barrière s’échappe de la roue dentée.
Piste pédagogique N°1 - Intégrer des sous-programmes - Ajouter le clignotement
Organigramme de programmation - Portail coulissant 7-1
Saut vers l’étiquette
DETECTION avec la
commande
« Aller vers PROCEDURE »
« Aller vers PROCEDURE
Sous-programmes moteur - Portail coulissant
7-1
Portail coulissant 7-1
Nom du module
Nom de la commande
Entrée
Associée
BP int
EN0
FDC Droite
EN1
FDC Gauche
EN2
BP ext
EN3
Récepteur Infrarouge
Récepteur IR
EN5
Nom du module
Nom de la commande
Sortie
Associée
Diode
LED
S0
Sens ouverture
S6=1 S7=0
Sens fermeture
S6=0 S7=1
Emetteur IR
S1
Module moteur
Emetteur infrarouge
www.a4.fr
41
Piste pédagogique N°2 - Utiliser une télécommande
Ajout de la télécommande Picaxe
Il est possible de commander l’ouverture et la fermeture du portail à l’aide d’une télécommande.
Cette option permet de travailler autour des points du programme suivant :
- la modification d’un programme ;
- le mode de transmission des informations.
Les caractéristiques techniques et la programmation de la télécommande sont détaillées dans le dossier AutoProg
téléchargeable sur www.a4.fr.
Problème technique à résoudre : Comment commander à distance l’ouverture et la fermeture du portail
coulissant automatisé ?
Cette séquence permet de voir le fonctionnement réel d’un portail coulissant automatisé avec une transmission
d’informations sans fil et la gestion de la sécurité (barrière infrarouge).
Contrainte : commander à distance l’ouverture et la fermeture de la barrière.
- télécommande Picaxe : Réf. RAX-TVR10.
- 2 piles R03 / AAA (non fournies) ;
ème
Dans cette 2
piste, la maquette est pilotée par le programme « Portail coulissant 7-2.plf » fourni avec le
CD Rom ou téléchargeable sur www.a4.fr.
Vous devez le transférer à l’aide du logiciel « PICAXE Logicator » dans le boîtier AutoProg.
Il permet de commander à distance la maquette comme dans un système automatique réel.
La priorité est donnée à l’ouverture. Les contraintes de sécurité (détection d’une présence, signalisation
lumineuse clignotante, délai d’attente lors d’une détection) sont respectées.
Programmation de la télécommande
Le module récepteur infrarouge permet d’acquérir un ordre émis
par la télécommande.
Il est contrôlé par la commande « Entrée infrarouge ».
Lorsque le microcontrôleur exécute cette commande, le système
attend de recevoir une information qui provient de la
télécommande. Dès que l’information est reçue, elle est
mémorisée dans une variable locale (à sélectionner
manuellement) ; le microcontrôleur exécute alors la commande suivante.
On utilise un symbole de décision pour déterminer le code qui a été émis par la télécommande.
À chaque touche de la télécommande correspond un code (voir notice de la télécommande pour sa mise en
service et pour la correspondance des codes émis et des touches).
Dans l’exemple ci-dessous la touche « 1 » (Ouvrir le portail) de la télécommande envoie le code « 1 » (variable
« A ») et la touche « 2 » (fermer le portail) de la télécommande envoie le code « 2 » (variable « B »).
Remarque(s) :
- dans cette manipulation l’entrée 5 (Input 5) est relié au récepteur infrarouge appelée « Récepteur IR » dans la
table des symboles (voir ci-contre) est utilisée pour acquérir le signal du module récepteur infrarouge ;
- Il est très important de désactiver l’émetteur infrarouge avant d’aborder la fonction Entrée infrarouge car dans le
cas contraire, le récepteur ne détectera pas le signal envoyé par la télécommande
Avant utilisation, la télécommande doit être programmée avec le code de transmission « Sony » :
Voir notice de mise en service de la télécommande (www.a4.fr).
Piste pédagogique N°2 - Utiliser une télécommande
DETECTION avec la
commande
7-2
Nom du module
Nom de la commande
Entrée
Associée
BP int
EN0
FDC Droite
EN1
FDC Gauche
EN2
BP ext
EN3
Récepteur IR
EN5
Nom du module
Nom de la commande
Sortie
Associée
Diode
LED
S0
Sens ouverture
S6=1 S7=0
Sens fermeture
S6=0 S7=1
Emetteur IR
S1
Module moteur
Emetteur infrarouge
www.a4.fr
43
Piste pédagogique N°3 - Émettre un signal sonore (buzzer)
Ajout du module buzzer
Il est possible d’émettre un signal sonore lorsque la barrière infrarouge détecte une intrusion à l’aide du module Buzzer.
Ce module peut se fixer sur la maquette à plusieurs endroits notamment sur les colonnes ou piliers du portail.
Les caractéristiques techniques et la programmation du module Buzzer sont détaillées dans le dossier AutoProg
téléchargeable sur www.a4.fr.
Problème technique à résoudre : Comment produire lors de la fermeture un signal sonore lorsque la barrière
infrarouge détecte une présence ?
Contrainte : signaler par un son la présence d’un individu ou d’un véhicule lors de la fermeture du portail.
- télécommande Picaxe : Réf. RAX-TVR10 ;
- module Buzzer en kit : Réf. K-AP-MBUZ-KIT ;
- module Buzzer prêt à l’emploi : Réf. K-AP-MBUZ-M.
ère
ou téléchargeable sur www.a4.fr. Vous devez le transférer à l’aide du logiciel PICAXE Logicator dans le boîtier
AutoProg.
Remarque : dans cet exemple la télécommande est utilisée.
Programmation du buzzer
Le module buzzer est contrôlé par la commande « Son » (voir organigramme de programmation ci-contre »).
À la commande « Son » est associée la sortie 3 (voir table des symboles ci-contre).
La commande utilise trois paramètres : la note, la durée de la note et la gamme de la note.
Exemple :
Remarque : un câble est nécessaire pour connecter le module Buzzer (S3 dans l’exemple fourni).
Piste pédagogique N°3 - Émettre un signal sonore (buzzer)
DETECTION avec la
commande
7-3
Nom du module
Nom de la commande
Entrée
Associée
BP int
EN0
FDC Droite
EN1
FDC Gauche
EN2
BP ext
EN3
Récepteur IR
EN5
Nom du module
Nom de la commande
Sortie
Associée
Diode électroluminescente
LED
S0
Sens ouverture
S6=1 S7=0
Sens fermeture
S6=0 S7=1
Emetteur infrarouge
Emetteur IR
S1
Buzzer
Son
S3
Module moteur
www.a4.fr
45
Piste pédagogique N°4 - Utiliser un détecteur de mouvement
Ajout du module détecteur de mouvement PIR
Il est possible d’ajouter un module détecteur de mouvement
Ce module est équipé d’un capteur pyroélectrique. Il réagit aux
faibles variations de température et permet de détecter la
présence (mouvement) d’une personne jusqu’à 5 m. Son champ
de détection est de 60° jusqu’à 2,5 m et 20° à 5 m (voir schéma
ci-contre).
Le module est équipé d’un témoin d’activité (Led rouge). Il se
connecte sur une entrée numérique du boîtier de commande
AutoProg.
Ce module peut se fixer sur la maquette à plusieurs endroits
notamment sur les colonnes ou piliers du portail.
Remarque : Dans cet exemple la télécommande est abandonnée au profit d’un détecteur de mouvement.
Les caractéristiques techniques et la programmation du module détecteur de mouvement sont détaillées dans le
dossier AutoProg téléchargeable sur www.a4.fr.
Problème technique à résoudre : Comment en toute sécurité ouvrir automatiquement le portail lorsqu’un
mouvement (personne ou véhicule) est détecté à l’entrée du système automatisé ?
Contrainte : en cas de détection d’un mouvement d’une personne ou d’un véhicule, ouvrir le portail et attendre 10
secondes pour le passage.
- module détecteur de mouvement en kit : Réf. K-AP-MPIR-KIT ;
- module détecteur de mouvement prêt à l’emploi : Réf. K-AP-MPIR-M.
ère
AutoProg.
Programmation du détecteur de mouvement
Le portail s’ouvre puis le programme attend 10 secondes (Commande « attendre 10 ») : durée durant laquelle une
personne ou un véhicule a le temps de passer (on peut modifier cette durée).
Lorsque le délai est passé le portail se renferme et la sécurité est active (barrière infrarouge – test du récepteur
infrarouge).
Remarque : un cordon de liaison est nécessaire pour
connecter le module détecteur de mouvement.
Piste pédagogique N°4 - Utiliser un détecteur de mouvement
DETECTION avec la
commande
7-4
Nom du module
Nom de la commande
Entrée
Associée
BP int
EN0
FDC Droite
EN1
FDC Gauche
EN2
BP ext
EN3
Capteur de mouvement
Mouvement
EN4
Récepteur IR
EN5
Nom du module
Nom de la commande
Sortie
Associée
Diode électroluminescente
LED
S0
Sens ouverture
S6=1 S7=0
Sens fermeture
S6=0 S7=1
Emetteur IR
S1
Module moteur
Emetteur infrarouge
www.a4.fr
47
Piste pédagogique N°5 - Utiliser un afficheur LCD
Ajout d’un détecteur de mouvement
Il est possible d’ajouter un module d’affichage à cristaux liquides « LCD » (LCD : Liquid Crystal Display).
Ce module permet d’afficher des messages (sur 2 lignes de 16 caractères). Il est contrôlé par la commande
« LCD ». Cette commande doit respecter une syntaxe qui est propre à celle de l’afficheur LCD.
Ce module peut se fixer sur la maquette à plusieurs endroits notamment sur les colonnes ou piliers du portail.
Les caractéristiques techniques et la programmation du module afficheur LCD sont détaillées dans le dossier
AutoProg téléchargeable sur www.a4.fr.
Problème technique à résoudre : Comment afficher des messages lisibles par l’utilisateur sur la situation du portail ?
Contrainte : communiquer des messages courts d’informations à l’utilisateur du portail coulissant automatisé.
- module afficheur LCD en kit : Réf. K-AP-MLCD-KIT ; ou K-AP-MOLED-KIT + afficheur OLED
- module afficheur LCD prêt à l’emploi : Réf. K-AP-MLCD-M. ou K-AP-MOLED-M + afficheur OLED
ère
AutoProg.
Programmation de l’afficheur LCD :
Le module afficheur est commandé par la commande « LCD ».
Son paramétrage est le suivant :
« LCD N°X » X étant la sortie (ici S3), (N2400) la remise à zéro de
l’affichage et enfin le texte à afficher est à insérer dans les champs
ligne 1 et ligne 2.
Réf. K-AP-MLCD-M
Ou K-AP-MOLED + afficheur OLED
Remarque :
Un câble est nécessaire pour connecter le
module afficheur LCD ou OLED
Dans le programme « Portail coulissant
7.5.plf » la sortie afficheur LCD est
positionnée sur la sortie 3 (S3) appelée
« LCD » (voir table des symboles cicontre).
Exemple d’utilisation du LCD ou OLED
Piste pédagogique N°5 - Utiliser un afficheur LCD
DETECTION avec la
commande
www.a4.fr
49

Dossier pédagogique Portail coulissant

Transcription

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